JP2535807B2 - 音声合成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は音声合成装置に関するものである。

（従来技術） 従来、サンプル値系すなわち離散時間系で実現され、
音声等を合成する装置として、スペクトル情報により周
波数特定が制御されるディジタル合成フィルタ（離散時
間系で実現される合成フィルタ、以下合成フィルタと略
す）と、周期的音源波形を生成する手段と、ランダム音
源波形を生成する手段とを有し、前記音源波形を前記合
成フィルタでろ波して音声を合成するものが知られてい
る。この場合の音源波形としては、有声音では周期的な
音源波形を、無声音ではランダム音源波形を用いる。

このような音声合成装置の一例は、エル・アール・ラ
ビナー（L.R.Rabiner）とアール・ダブリュー・シェー
ファー（R.W.Schafer）の共著「ディジタル プロセシ
ング オブ スピーチ シグナルズ（Digital Processi
ng of Speech Signals）」の第三章に示されている。

前記従来例によれば、音源の特徴を表わす情報とスペ
クトル情報とから音声を合成するので、少ない情報量か
ら音声を合成できることや、規則によって音声を合成す
る装置にも適しているといった特徴がある。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、例えば有声音と無声音とではスペクトルが大
きく異なり、音源から出力端までの伝達特性も異なる。
前記従来例では、このように急激にスペクトルが変化す
る場合には適さず、例えばフィルタの周波数特性（伝達
特性）を急激に変化させると不安定な動作をする場合が
あるといった欠点があった。

より高品質な音声を合成する第二の従来例として、複
数の合成フィルタを用いて有声音等と無声音等は別々の
合成フィルタで合成するものが、ジャーナル オブ ア
コースティカル ソサエティ オブ アメリカ（Jounal
of Acoustical Society of America）のボリューム67.
ナンバー３（Volume67,No.3）に掲載されたディー・エ
イチ・クラット（D.H.Klatt）の論文「ソフトウェア
フォーア カスケード／パラレル ホルマント シンセ
サイザー（Software for a cascade/parallel formant
synthesizer）」に示されている。

この第二の従来例によれば、前記第一の従来例におけ
る不安定な動作といった問題は生じないが、回路構成が
複雑になるといった問題があった。

本発明の目的は、簡単な構成でありながら、スペクト
ルが急激に変化するような音声等も比較的良好に合成で
きる音声合成装置を提供することにある。

（問題を解決するための手段） 本発明は、信号の遅延要素と係数乗算器と信号の加算
器から構成されたスペクトル情報により乗算器の係数を
設定することにより周波数特性が制御されるディジタル
合成フィルタ２と、周期的音源波形を生成する手段３
と、ランダム音源波形を生成する手段４とを有し、前記
音源波形を前記ディジタル合成フィルタ２によってろ波
することにより音声を合成する装置において、前記ディ
ジタル合成フィルタ２の信号の遅延要素に対し、音声合
成制御情報に基づいて、指定の時刻に指定のデータをセ
ットする制御手段１を備えたことを特徴とする音声合成
装置である。

（発明の原理作用） 本発明は、スペクトルが大きく変化するときなどの場
合に、合成フィルタの係数だけでなく合成フィルタの内
部状態すなわち合成フィルタの遅延要素の値も制御情報
に基づいて変化させるものである。これによって、前記
第一の従来例にみられたような、内部状態を保存したま
ま係数だけを変化させたために不安定な動作をすること
を回避できる。しかも、第二の従来例ほどに複雑な構成
を必要としない。

（実施例） 次に図面を用いて本発明の一実施例を説明する。

第１図（ａ）は本発明の一実施例を示すブロック図で
あり、又第１図（ｂ）は合成フィルタの内部の一部の回
路ブロックを示すブロック図である。

ランダム音源生成回路４は制御回路１から信号線９を
介して送られる制御信号に従ってランダム音源波形を生
成する。

周期音源生成回路３は制御回路１から信号線10を介し
て送られるピッチ周期等の情報に基づいて周期的音源波
形を生成する。

スイッチ５は制御回路１から信号線11を介して送られ
る有声無声情報に基づいて有声ならば前記周期的音源波
形を、無声ならば前記ランダム音源波形を選択する。

乗算器６は、制御回路１から信号線12を介して送られ
る振幅情報に基づいて前記スイッチ５で選択されたいず
れかの音源波形の振幅を調整する。

合成フィルタ２は前記乗算器６で振幅を調整された音
源波形をろ波して音声を合成する。合成フィルタ２の内
部は第１図（ｂ）に示した回路ブロックが数段縦続に接
続されている。即ち信号線18から合成フィルタ２に入力
された信号は、まず初段の回路ブロックの信号線21に入
力され、処理された信号は信号線22を介して次段の回路
ブロックにおける信号線21に送られる。最終段の回路ブ
ロックにおける信号線22からは合成フィルタの出力端子
である信号線８から出力される。合成フィルタ２の内部
の各回路ブロックの各係数乗算器20および各遅延要素19
へは、制御回路１からそれぞれ信号線13および信号線14
を介して、それぞれ係数情報および遅延要素制御情報が
送られる。

制御回路１に信号線７から音声合成制御情報が入力さ
れると、制御回路１から前記各部へ各制御情報等が送ら
れ、有声音の場合には、前記周期音源生成回路３で生成
された周期的音源波形が信号線15を経て前記スイッチ５
で選択され信号線17を経て前記乗算器６で振幅調整され
信号線18を経て前記合成フィルタ２でろ波され、合成音
声が生成されて信号線８から出力される。又、無声音の
場合には、前記ランダム音源生成回路４で生成されたラ
ンダム音源波形が信号線16を経て前記スイッチ５で選択
され、信号線17を経て前記乗算器６で振幅調整され、信
号線18を経て前記合成フィルタ２でろ波されて合成音声
が生成されて信号線８から出力される。

このとき前記制御回路１は、入力された音声合成制御
情報の指示があれば、前記合成フィルタ２の内部の各遅
延要素19に対して指示された時刻に指示されたデータを
セットする。前記各遅延要素19以外の各部に対しては数
ミリ秒ないし数十ミリ秒ごとに各制御情報を送る。

本実施例によれば、例えば無声まさつ音から母音に切
り換わるような時点で前記各遅延要素の値を母音を合成
するためのデータにセットしなおすことによって不安定
な動作を回避することができる。

なお、本実施例においては、合成フィルタ２の内部
を、第１図（ｂ）の回路ブロックの縦続接続であるとし
て説明したが、他の構成、例えば格子型フィルタ等の場
合においても各遅延要素を制御することで同様の効果が
得られる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、前記第二の従
来例より簡単な構成で、前記第一の従来例の問題点であ
った不安定な動作を回避できる効果を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の一実施例を示すブロック図、第
１図（ｂ）は合成フィルタ内部の一部を示すブロック図
である。 １……制御回路、２……合成フィルタ、３……周期音源
生成回路、４……ランダム音源生成回路、５……スイッ
チ、６……乗算器、19……遅延要素、20……係数乗算器

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】信号の遅延要素と係数乗算器と信号の加算
   器から構成されスペクトル情報により乗算器の係数を設
   定することにより周波数特性が制御されるディジタル合
   成フィルタと、周期的音源波形を生成する手段と、ラン
   ダム音源波形を生成する手段とを有し、前記音源波形を
   前記ディジタル合成フィルタによってろ波することによ
   り音声を合成する装置において、前記ディジタル合成フ
   ィルタの信号の遅延要素に対し、音声合成制御情報に基
   づいて、指定の時刻に指定のデータをセットする制御手
   段を備えたことを特徴とする音声合成装置。